锅炉沾污的原因
人类要洗脸沐浴,以除去黏附的漂尘和排出的汗液;衣物要定期清洗以除去吸附的灰尘和汗渍。锅炉和热交换器在运行中,受热表面和传热表面有水垢和锈蚀等困扰,需清洗去污。这些污垢有的是工质带进的,有的是锅炉自身产生的,形态不一,成因各异,但是危害相同,都会影响传热,引发腐蚀超温故障,必须除之而后快。
(1)锅炉受热面污垢的成因锅炉是受热设备中最容易沾污的设备。它的水侧会结水垢,蒸汽流程中会结盐垢,有腐蚀之处会产生锈垢;它的火焰侧和其后的烟气流程中,会黏附焦渣、积累粉煤灰、黏附油渣烟炱和腐蚀产物。
锅炉参数不同,工作条件不同,污垢成分也会有很大差异。水质处理是防止污垢的基础,除垢清洗则是保持受热面清洁的重要措施为更有效地防垢和除垢,必须查明污垢成因,以便从源头上解决和更有效地采取清洗措施。
①采暖锅炉和工业锅炉的水垢。小型 生活用锅炉、采暖锅炉和工业锅炉是化学清洗的主要对象,每年的清洗量高达数万台次,总产近亿元,应是关注的焦点。小型生活用锅炉数量巨大,基本都不进行水处理,使用自来水或地表水、水为原水,只要受热,占水总溶解固形物70%以上的碳酸盐硬度就会成垢析出。即使人们不了解此成垢反应历程,但生活经历都给出了这种认识。在黄河流域和海滦水系经流之处,水的碳酸盐硬度约为2mmol/L。这就是说,每向锅炉送入l水,就会产生0.2kg水垢,即使只有50%在受热面上结成水垢,其数量也很可观。
采暖的热水锅炉结垢原因和小型生活锅炉相同,但是它受控于热水锅炉的工质损失程度和工质的温度。如果热水锅炉补水率≥5%,难免因热水锅炉受热面和热网系统中结垢而影响传热;如果水温超过60℃,锅炉受热面和热网系统也会结水垢。它们的成分都是以碳酸钙为主。采暖蒸汽锅炉不进行补充水处理,也不进行锅内水处理者,必然会结垢。补充水质不合格或者锅内处理不当,或者锅炉排污量不足都会使受热面管子结水垢。上述3种情况所生成的垢,是直接由水中析出碳酸钙,碳酸钙微晶在受热面上依次排序和增大晶粒尺寸,为一次水垢。工质温度越高,结垢程度越严重。它既与难溶化合物溶解度随水温升高而降低的习性有关,更和热流作用有关。受热面热负荷对结垢速率影响至大。
3.8MPa及以上工业锅炉,进行锅内磷酸盐防垢处理,可使进入锅炉的少量钙镁离子以水渣形式成为不黏附的絮团,并随定时进行的底部排污排出锅外。但是,当给水硬度严重超标时,尤其是当底部排污不足时,水渣会随锅水循环,黏附在受热面管子的向火侧形成二次水垢,它们的成分以磷酸盐垢为主,当给水硬度超标严重时,也会有碳酸钙存在。
②电站锅炉的水垢和锈垢。电站锅炉补充水是化学除盐水。化学除盐系统阳床的脱除离子能力和金属离子的原子序数 漏,电站锅炉水冷壁管必然会结垢。电站锅炉水冷壁管结水垢的另一重要原因,是相当多的亚临界参数控制循环锅炉无底 部排污装置。即使锅炉投加了磷酸三钠,使水垢成分变成了水渣,最终还是黏附到水冷壁管上成垢。电站锅炉水冷壁管结垢后,必然诱发垢下的闭塞区腐蚀,产生锈垢,而且锈垢所占比例远大于水垢成分,可达水垢的5~10倍。这就是腐蚀产物垢,亦即锈垢。
电站锅炉过热器管和直流锅炉受热面管子还会结盐垢,而且只要结盐垢,必然会超温产生磁性氧化铁垢,它不同于常见的锈垢之处是其成分几乎全部是磁化氧化铁,是水蒸气氧化腐蚀的产物。